Беседы об атомном ядре

Таблетка замороженной смеси дейтерия и трития сбрасывается в воронку и «поджигается» лазером в тот момент, когда она пролетает через центр. Термоядерный взрыв таблетки за тысячную долю секунды повышает температуру в центре сосуда на несколько сотен градусов. Пары лития и расширяющаяся плазма создают такую ударную волну, которая разорвала бы сосуд, если бы достигла его стенок. Но ее можно значительно ослабить путем введения внутрь жидкого лития большого количества газовых пузырьков, например, через перфорированное кольцо на дне сосуда. Когда ударная волна проходит через такой пузырек, она разбрызгивает жидкость с внутренней его поверхности. Капельки пролетают через пузырек и разбиваются о противоположную стенку. Большая часть их кинетической энергии переходит в тепло. Пройдя через насыщенный пузырьками литий, ударная волна потеряет свою силу и не причинит установке никакого вреда.

В термоядерном контейнере (радиусом больше одного метра) с жидким литием потери нейтронов практически не будет. Вращающаяся литиевая оболочка наглухо «запирает» энергию микровзрывов, повторяющихся приблизительно через каждые 10 секунд.

Подобный термоядерный реактор представляет гораздо меньшую опасность для человека и окружающей среды, чем урановый котел. Радиоактивные ядра трития испускают только бета-лучи (электроны) малой энергии. К тому же нет проблемы захоронения этого вещества. Тритий необходим в самом производстве энергии, и это обеспечивает почти замкнутый цикл. Речь может идти лишь об утечке этого продукта, которую можно сделать совершенно незначительной и даже, как полагают ученые, совершенно избежать загрязнения окружающей среды.

В отличие от ядерных реакторов, которые содержат критическую массу делящегося материала, что заставляет создавать сложную антиаварийную технику, в термоядерных реакторах не может произойти неуправляемого ядерного взрыва (для этого просто недостаточно топлива). Более того, в некоторых реакциях синтеза — например, при слиянии ядер изотопа лития-6 и протонов — образуются только заряженные частицы: ядра изотопов гелия-3 и гелия-4.

Собирая заряженные вторичные частицы на электродах, можно добиться прямого преобразования ядерной энергии в электрическую с КПД до 90 процентов.

Для реакторов, в которых и топливо и «зола» состоят из стабильных ядер, проблемы радиоактивных загрязнений просто не существует. Их можно будет с успехом использовать для установки на транспорте.

Помимо производства электроэнергии, термоядерные реакторы могут оказаться полезными и для других целей.

Струя высокотемпературной плазмы из реактора — «термоядерная горелка» — найдет применение для разложения вещества на атомы с последующим их разделением. Таким путем любые отходы могут быть превращены в полезное для производства сырье.

Создание замкнутых, безотходных циклов производства позволит избежать угрозы экологического кризиса, предотвращая загрязнение окружающей среды и сохраняя в максимальной степени природные ресурсы.

Итак, развитие ядерной физики открыло перед человечеством перспективу получения энергии гораздо более чистым способом — из урана и водорода — элементов, не используемых в других областях производства.

Наука о строении вещества дает реальную основу для будущего мирного сосуществования и взаимодействия природы и человека в сфере жизни.

Наша прекрасная планета должна оставаться вечно голубой, сколько бы поколений людей ни сменяли друг друга.

Содержание

От атома к ядру

Атомное ядро не так популярно, как атом, но это главная пружина атома и регулятор скорости эволюции гигантских звезд … 3

И Шерлок Холмс, если бы был физиком, не смог бы сразу догадаться, что главное действующее лицо в явлении радиоактивности — ядро … 8

Из каких запасов черпает энергию радиоактивное излучение? Почему светится в пробирке радиоактивный радий? … 13

Удивительная история с атомным весом, или О том, как обнаружили недостачу в микромире … 19

Теория относительности раскрыла виновника «дефекта масс»: виновником оказалось все мироздание … 25

Самые легкие и тяжелые ядра владеют избытком энергии, но им нельзя воспользоваться, как и «неразменным рублем» из сказки … 32

Головокружительный трюк — скачок сразу через несколько десятков номеров таблицы Менделеева, совершают тяжелые ядра урана при участии нейтральных элементарных частиц — нейтронов … 36

Почему ядро и на сегодняшний день остается столь же загадочным и полным тайн, как улыбка Джоконды Леонардо да Винчи? … 38

Дом моделей

Кому удается раскрыть «гармонию» ядра? Тем, кто строго следует правилам «хорошего тона», или тем кто, махнув рукой на респектабельность теории, создает приближенные представления о ядре? … 40

Ядерное вещество не имеет вкуса и цвета, но в некотором смысле можно считать, что все атомные ядра «сделаны» из материала одного и того же артикула … 43

Ядро похоже на каплю обычной жидкости. Оснований для подобного сравнения, как оказалось, не так то уж мало … 47

Знаменитые мистификаторы позавидовали бы богатым возможностям ядерных сил морочить физикам головы. Что такое «магические» числа нуклонов? … 51